近日在北京舉行的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上,提出了2021年八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),其中第八項(xiàng)為:加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu),推動(dòng)煤炭消費(fèi)盡早達(dá)峰;大力發(fā)展新能源,實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng),提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力;做好碳達(dá)峰、碳中和工作,力爭(zhēng)我國(guó)二氧化碳排放在2030年前達(dá)到峰值,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在此之前,國(guó)家主席習(xí)近平也承諾:到2030年,中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右,風(fēng)電、太陽(yáng)能 發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。
但是,作為以煤炭為主要燃料的世界第一碳排放大國(guó),我國(guó)要在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰、40年內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)是十分艱巨的。如何兌現(xiàn)這兩個(gè)莊嚴(yán)承諾?汽車(chē)行業(yè)在碳達(dá)峰、碳中和過(guò)程中處于什么地位、該承擔(dān)多大責(zé)任成為業(yè)內(nèi)外關(guān)注和討論的熱點(diǎn)。本文為百人會(huì)年終策劃系列第六篇,探討汽車(chē)行業(yè)在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中該如何發(fā)揮作用。
增加非化石能源的開(kāi)發(fā)利用是必由之路
我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是多煤缺油少氣,且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展呈現(xiàn)出長(zhǎng)期快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。有數(shù)據(jù)顯示,1981年,我國(guó)能源消耗共約6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,2010年達(dá)到36.1億噸,30年增長(zhǎng)30億噸,2011年之后,增速有所放緩,但到2018年增量依然達(dá)到12.5億噸。
2020年12月21日,國(guó)務(wù)院新聞辦發(fā)布的《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展》白皮書(shū)(以下簡(jiǎn)稱為白皮書(shū))顯示,得益于能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,我國(guó)已基本形成了煤、油、氣、電、核、新能源和可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源生產(chǎn)體系。初步核算,2019年,中國(guó)一次能源生產(chǎn)總量達(dá)39.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中煤炭仍是基礎(chǔ)能源,見(jiàn)下圖。從圖中可以看到,自2012年開(kāi)始,非化石能源的生產(chǎn)量在逐步提升。
要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),除了碳減排,我國(guó)已無(wú)路可走。概括起來(lái),實(shí)現(xiàn)碳減排的辦法主要有三種,第一,減少化石能源的使用;第二,增加非化石能源的使用;第三,種樹(shù)以增加碳匯。
開(kāi)發(fā)新能源,我國(guó)已取得巨大成就
中國(guó)工程院院士、國(guó)家電網(wǎng)公司顧問(wèn)黃其勵(lì)認(rèn)為,改變我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)主要有三種途徑:一是一次能源的清潔化,盡量少用煤炭、多用可再生能源;二是二次能源的電氣化,盡量多用電;三是全民節(jié)能。
白皮書(shū)顯示,我國(guó)就是沿著這條路走得。通過(guò)全面開(kāi)展燃煤電廠超低排放改造,我國(guó)煤炭清潔利用水平大幅提高,建成了全球最大的清潔煤電供應(yīng)體系。截止2019年底,實(shí)現(xiàn)超低排放煤電機(jī)組達(dá)8.9億千瓦時(shí),占煤電裝機(jī)總量的86%。與此同時(shí),我國(guó)也在積極開(kāi)發(fā)可再生能源,截至2019年底,我國(guó)可再生能源發(fā)電總裝機(jī)容量7.9億千瓦,在全球占比約為30%。
此外,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源利用效率提升方面也取得了顯著的成績(jī)。
過(guò)去八年間,煤炭消費(fèi)占比下降了10.8%,2019年比重為57.7%,天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源的能源消費(fèi)占比為23.4%,非化石能源占能源消費(fèi)總量比重達(dá)15.3%,提前完成到2020年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右的目標(biāo)。
能源利用效率方面,2012年以來(lái),單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗累計(jì)降低24.4%,相當(dāng)于減少能源消費(fèi)12.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2012年至2019年,我國(guó)以能源消費(fèi)年均2.8%的增長(zhǎng),支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)年均7%的增長(zhǎng)。
據(jù)白皮書(shū)介紹,2019年碳排放強(qiáng)度比2005年下降48.1%,超過(guò)2020年碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%-45%的目標(biāo),扭轉(zhuǎn)了我國(guó)二氧化碳排放快速增長(zhǎng)的局面。
可再生能源、新能源汽車(chē)成助推經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩大新興產(chǎn)業(yè)
自2009年 “十城千輛節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣應(yīng)用工程”啟動(dòng)以來(lái),經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平顯著提升、產(chǎn)業(yè)體系日趨完善、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力大幅增強(qiáng)。2015年以來(lái)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量、保有量連續(xù)五年居世界首位,產(chǎn)業(yè)進(jìn)入疊加交匯、融合發(fā)展的新階段。汽車(chē)產(chǎn)品形態(tài)、交通出行模式、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和社會(huì)運(yùn)行方式正在發(fā)生深刻變革,為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
據(jù)公安部數(shù)據(jù),截止2019年底,我國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)381萬(wàn)輛。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2020年1-11月共銷(xiāo)售新能源汽車(chē)110.9萬(wàn)輛,如不出意外,全年銷(xiāo)量可望超過(guò)120萬(wàn)輛。兩數(shù)據(jù)相加,2020年全國(guó)汽車(chē)保有量將達(dá)到500萬(wàn)輛,基本達(dá)到《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》制定的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。我國(guó)汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程已取得階段性成果。
2020年10月27日,中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》,進(jìn)一步確認(rèn)了汽車(chē)技術(shù)“低碳化、信息化、智能化”的發(fā)展方向,提出了我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面向2035年發(fā)展的六大目標(biāo),第一條就是:汽車(chē)產(chǎn)業(yè)碳排放于2028年先于國(guó)家碳減排承諾提前達(dá)峰,2035年碳排放總量較峰值下降20%以上。
為什么汽車(chē)產(chǎn)業(yè)要承擔(dān)碳減排、碳達(dá)峰的重任?
其實(shí)這是國(guó)家汽車(chē)電動(dòng)化戰(zhàn)略的初衷。據(jù)當(dāng)年參加我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策制定的專家介紹,當(dāng)時(shí)國(guó)家賦予新能源汽車(chē)三大任務(wù):第一,解決我國(guó)石油對(duì)外依存度過(guò)高問(wèn)題;第二,解決我國(guó)燃煤發(fā)電占比過(guò)大,大氣污染嚴(yán)重問(wèn)題;第三,解決我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)長(zhǎng)期落后于人問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。
《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》提出至2035年,新能源汽車(chē)市場(chǎng)占比超過(guò)50%,燃料電池汽車(chē)保有量達(dá)到100萬(wàn)輛,節(jié)能汽車(chē)全面實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力化,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的明確目標(biāo)。這與國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的目標(biāo)是一致的。有人測(cè)算,如果這一目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn),到2035年,我國(guó)新能源汽車(chē)保有量將達(dá)到8000萬(wàn)-1億輛,燃料電池汽車(chē)達(dá)到100萬(wàn)輛。如今,新能源和新能源汽車(chē)兩大產(chǎn)業(yè)的興起,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家從化石能源為主導(dǎo)向可再生能源為主導(dǎo)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、為實(shí)現(xiàn)碳減排創(chuàng)造了兩大先決條件:上游有了以光電、風(fēng)電為主的充足的可再生能源,下游有了可以大幅度消納可再生能源的新能源汽車(chē)。
可再生能源、新能源汽車(chē)已成為支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大新興產(chǎn)業(yè)。
可再生能源輸送還是一道難解的題
上游有了以光電、風(fēng)電為主的充足的可再生能源,下游有了可以大幅度消納可再生能源的新能源汽車(chē),然而,在這上下游之間還缺一座將兩者聯(lián)通起來(lái)的橋梁——如何將大漠戈壁中發(fā)出的電,跨越千山萬(wàn)水送到繁華都市中奔跑的汽車(chē)上。
當(dāng)前,可再生能源發(fā)出的電能輸送還是一道難解的題。
我國(guó)幅員遼闊,經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡,可再生能源發(fā)電多集中在西北邊遠(yuǎn)地區(qū),用電中心位于中東部地區(qū),能源供應(yīng)者和使用者相距遙遠(yuǎn)。只是路途遙遠(yuǎn)還不算什么,可以通過(guò)架設(shè)高壓輸電網(wǎng)解決,但令人頭疼的是,水、風(fēng)、光發(fā)電,特別是風(fēng)、光電具有波動(dòng)性大、間歇性強(qiáng)的先天缺陷,這給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致風(fēng)電、光電上網(wǎng)難、輸送難。
據(jù)人民日?qǐng)?bào)海外版2019年的報(bào)道,2018年全年棄水電量691億千瓦時(shí),棄風(fēng)電量277億千瓦時(shí),棄光電量54.9億千瓦時(shí),“三棄”電量超過(guò)同期三峽電站的發(fā)電量。2019年棄風(fēng)、棄光率實(shí)現(xiàn)了雙降,但平均棄風(fēng)率仍達(dá)4%,棄光率達(dá)2%,全國(guó)棄風(fēng)電量169億千瓦時(shí)。同時(shí)為了降低棄電率,風(fēng)電、光電裝機(jī)量也受到嚴(yán)格控制。2018、2019年風(fēng)電與光伏 發(fā)電新增裝機(jī)量均呈下跌態(tài)勢(shì),分別為6500千瓦、5600千瓦,而2020年1-10月新增裝機(jī)約4600萬(wàn)千瓦,預(yù)計(jì)全年也將是下降狀態(tài)。
誰(shuí)能解決發(fā)出的電被迫扔掉,國(guó)家嚴(yán)控裝機(jī)規(guī)模、企業(yè)裝機(jī)積極性下降的難題?遍尋國(guó)內(nèi)所有產(chǎn)業(yè),唯有純電動(dòng)汽車(chē)和氫燃料電池汽車(chē)可擔(dān)此重任。
作為從“十一五”起連續(xù)三個(gè)五年規(guī)劃擔(dān)任國(guó)家新能源汽車(chē)科技專項(xiàng)首席專家、深度參與我國(guó)新能源汽車(chē)研發(fā)示范與產(chǎn)業(yè)化全過(guò)程的科學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高,給新能源汽車(chē)下了一個(gè)新的定義:傳統(tǒng)汽車(chē)只有一個(gè)交通工具的功能,而新能源汽車(chē)則是交通工具、儲(chǔ)能裝置和智能終端三位一體的產(chǎn)品。新能源汽車(chē)即可以消納可再生能源,也能儲(chǔ)存上不了網(wǎng)的可再生能源(智能終端本文不議)。新能源汽車(chē)之所以有此能力,是因?yàn)槠渚哂信c傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力不同的動(dòng)力電池,既可以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)前進(jìn),又可以當(dāng)做移動(dòng)的“油箱”儲(chǔ)存電能,必要時(shí)還可以將電能回饋給電網(wǎng)。
電池儲(chǔ)能、風(fēng)光電制氫,可架西電東送之橋
國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出,促進(jìn)新能源汽車(chē)與可再生能源高效協(xié)同,統(tǒng)籌新能源汽車(chē)能源利用與風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電協(xié)同調(diào)度,提升可再生能源應(yīng)用比例??梢?jiàn),國(guó)家已經(jīng)從頂層設(shè)計(jì)層面將新能源與新能源汽車(chē)結(jié)成了“夫妻”,實(shí)際上,二者亦應(yīng)該成為天設(shè)地造的一對(duì)。
西電東送工程是我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要任務(wù)。2000年,貴州、云南的第一批西電東送電力項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè),標(biāo)志著我國(guó)西電東送工程全面啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)幾十年建設(shè),西電東送工程取得了巨大成就。然而這一工程主要解決的是水電的輸送,為了平衡電網(wǎng)的不穩(wěn)定性問(wèn)題,又配建了一批燃煤電廠作為備用電源。這就形成了矛盾:一方面要減少煤電,多用可再生能源;另一方面,為了多用可再生能源,我們又要多用煤電。
用燃煤電廠平衡電網(wǎng)顯然不是最好的辦法,于是電網(wǎng)人想到了儲(chǔ)能電池。用儲(chǔ)能電池在陽(yáng)光充足、風(fēng)力較大、豐水期發(fā)電高峰時(shí),將電儲(chǔ)存起來(lái),在風(fēng)力減弱,陽(yáng)光黯淡、枯水期時(shí)將電池中的電補(bǔ)充到電網(wǎng)上去,就可以維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。無(wú)疑,這是個(gè)可行的辦法,但需要規(guī)模龐大、質(zhì)量可靠、源源不斷的電池供應(yīng)。誰(shuí)有這個(gè)規(guī)模?惟電動(dòng)汽車(chē)。如果我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)保有量達(dá)到3億輛,車(chē)上電池儲(chǔ)存的總電量就將達(dá)到200億度。而現(xiàn)在,中國(guó)每天消費(fèi)的總電量正好是200億度。大量的電動(dòng)汽車(chē)將用以平衡電網(wǎng)、支持電網(wǎng)供電。
氫燃料電池則是消納可再生能源的另一條途徑,不依賴電網(wǎng)是它的一大特點(diǎn)。它可以把電變成氫,通過(guò)車(chē)輛、管道等方式輸送到用戶手中,還可長(zhǎng)期儲(chǔ)存,也能在電網(wǎng)需要時(shí)還原成電回饋給電網(wǎng)。也就是說(shuō),可再生能源變成氫可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模用能和長(zhǎng)周期的儲(chǔ)能。所以歐陽(yáng)明高認(rèn)為,最終儲(chǔ)能第一要靠純電動(dòng)汽車(chē)的電池,第二要靠燃料電池汽車(chē)的能源—氫能。
在此方面,發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)行動(dòng)起來(lái)。歐美已經(jīng)有14個(gè)國(guó)家制定了各自的能源發(fā)展規(guī)劃,歐盟去年發(fā)布的氫能戰(zhàn)略計(jì)劃,到2030年生產(chǎn)1000萬(wàn)噸綠氫。日本在福島建立了一個(gè)光伏發(fā)電基地,用光伏取氫900噸,2020年已經(jīng)建成投產(chǎn),是目前全球最大規(guī)模的制氫工廠。
中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰說(shuō):未來(lái)的汽車(chē)是存貯和消納間歇性可再生能源的強(qiáng)大載體;是把綠色能源、智能電網(wǎng)、未來(lái)出行、新一代移動(dòng)通信鏈接在一起的紐帶,是智能交通、智慧城市的基本單元。